Compresor semi-hermético de pistón

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Un compresor es el corazón del ciclo de refrigeración. Funciona como una bomba para controlar la circulación del gas refrigerante, aumentando la presión del mismo e incrementando su temperatura. Asimismo, mantiene baja la presión y la temperatura en el evaporador para luego reconducirla al condensador

Redacción / Imágenes: cortesía de Frascold

El compresor reciprocante usa pistones para comprimir el gas refrigerante que circula dentro de un sistema de refrigeración, transfiriéndolo del lado de baja al de alta presión del circuito de refrigerante.

Los pistones se mueven una y otra vez dentro de la cámara de compresión por medio de una biela y un cigüeñal rotativo. Cuando el pistón se mueve hacia atrás dentro de la cámara de compresión, la válvula de entrada se abre y el gas entra hacia la cámara de compresión. Mientras el cigüeñal comienza a empujar el pistón, la válvula de entrada se cierra y el pistón comienza a comprimir el gas. Tan pronto como la presión de la cámara sea más alta que la presión detrás de la válvula de escape, ésta se abrirá y el gas fluirá a través del canal de descarga.

Este proceso normalmente se realiza por dos pistones al mismo tiempo: uno que se mueve hacia abajo y el otro hacia arriba. De tal manera que las fuerzas que actúan sobre el cigüeñal serán opuestas y balanceadas. Para conseguir un desplazamiento de refrigerante más alto, los compresores pueden contar con más de un cabezal y el diámetro del pistón puede llegar a ser más grande.

Normalmente, los compresores reciprocantes son definidos en términos de su número de cabezales (varios pistones): uno, dos, tres y cuatro cabezales.

Lubricación
En el compresor reciprocante el aceite se transporta por un mecanismo denominado bomba de aceite o disco de salpicadura de aceite, ambos accionados por el cigüeñal.

Circulación de Aceite
La bomba mecánica bombea el aceite a través de pequeños canales dentro del cigüeñal a los puntos de lubricación: bielas y rodamientos. Los pistones son lubricados por el aceite distribuido por el cigüeñal.

El disco de salpicadura de aceite normalmente se aplica a compresores con 1 o 2 cabezales. Éste se asegura al cigüeñal y es parcialmente sumergido en el aceite.

Durante su rotación, el aceite es distribuido por todos los lados y luego es recuperado en un depósito, desde donde fluye a través de los canales pequeños del cigüeñal para luego ser repartido a las bielas y rodamientos del eje.

Cabezales de Descarga
El compresor puede estar equipado con un canal especial que permite detener el flujo de gas a través del canal de descarga. El sistema consiste en un pistón pequeño (tapón) montado dentro del cabezal del cilindro, el cual es accionado mediante la diferencia de presión de la descarga-succión y válvula solenoide.

Sistema de Control de Capacidad
Con el sistema de control de carga/descarga, el compresor permanece alimentado continuamente. Sin embargo, cuando se satisface o reduce la demanda de capacidad de refrigeración, en lugar de desconectarlo de la energía, los canales de descarga pueden descargarse con un sistema mecánico.

Capacidad de carga
El número de cabezales te dará la capacidad de carga de los compresores reciprocantes:
1 Cabezal         no aplica
2 Cabezales      2 fases             100% – 50%
3 Cabezales      3 fases             100% – 66% – 33%
4 Cabezales      4 fases             100% – 75% – 50% – 25%

Operación
Cuando el compresor funciona a carga completa, la energía de la bobina de la válvula solenoide debe encontrarse desenergizada. Luego, el pistón es empujado por el resorte, y cuando el orificio de succión de la placa de válvulas se abre el refrigerante puede fluir regularmente. Cuando la carga de calor es reducida, la temperatura de succión y la presión bajan.

El sistema de control hará que la válvula solenoide se energice. Mientras la válvula solenoide se abre, la presión de descarga se dirige al lado superior del émbolo.

La alta presión funciona en la parte superior del émbolo y es mucho mayor a la suma de las presiones de succión y del resorte de retorno, por lo que la pieza es empujada hacia abajo cerrando el orificio de aspiración de la placa de la válvula. Los resultados son la eliminación del efecto de «bombeo» del par relativo de los cilindros.

Control de Capacidad con Inversor de Frecuencia
La capacidad del compresor puede controlarse con un variador de frecuencia, integrado o remoto. Este variador de (inverter o drive) permite controlar la capacidad de enfriamiento con mayor precisión, al tiempo que mantiene la eficiencia del sistema de refrigeración de una manera más estable.